網(wǎng)絡(luò)帶寬相關(guān)知識(shí)

1、最近在做容量規(guī)劃方面的知識(shí)惡補(bǔ)了相關(guān)的知識(shí).1:網(wǎng)絡(luò)延時(shí)一個(gè)信號(hào)在它的發(fā)送和它的最后接受之間存在一個(gè)延遲每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都受這個(gè)延遲的支配.由于網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性網(wǎng)絡(luò)流量的動(dòng)態(tài)變化和網(wǎng)絡(luò)路由的動(dòng)態(tài)選擇網(wǎng)絡(luò)延時(shí)隨時(shí)都在不停的變化(抖動(dòng)).影響延時(shí)的因素:(1)路由的跳數(shù)(每次路由轉(zhuǎn)發(fā)需要時(shí)間)(2)網(wǎng)絡(luò)的流量(流量越大交換機(jī)和路由器排隊(duì)的時(shí)間就長(zhǎng))2:帶寬(1)電磁波的速度傳播速度:不管是電信號(hào)還是光信號(hào)只要進(jìn)入線路后就能夠進(jìn)行快速的傳播.單位是ms傳

2、播速度只與傳播介質(zhì)有關(guān).不同的傳播介質(zhì)中的信號(hào)的傳播速度幾乎等于常量不論數(shù)據(jù)發(fā)送裝置以多塊的發(fā)送速度讓數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式進(jìn)入線路在線路中的信號(hào)傳播速度幾乎不變.(2)數(shù)據(jù)發(fā)送速度帶寬其實(shí)表示數(shù)據(jù)的發(fā)送速度比如百兆網(wǎng)卡表示網(wǎng)卡的最大發(fā)送速度為100Mbps.影響發(fā)送速度的素主要有2個(gè):a:傳輸頻率:數(shù)據(jù)發(fā)送裝置將二進(jìn)制信號(hào)傳送至線路的能力以及另一端的數(shù)據(jù)接收裝置對(duì)二進(jìn)制信號(hào)的能力.需要注意信號(hào)的接收能力至關(guān)重要如果接受能力跟不上則發(fā)送能力不

3、可能提高b:數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的并行度等價(jià)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線寬度的概念比如64位的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)表示同一時(shí)刻可以傳輸64位數(shù)據(jù)要提高計(jì)算機(jī)總線的帶寬包括提高總線頻率和總線寬度.另外也需要注意信號(hào)在傳輸介質(zhì)中的衰減所以這也是為什么光纖傳播能力強(qiáng)的原因.(3)限制帶寬的原因:交換機(jī)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制:web站點(diǎn)服務(wù)器托管在某IDC通過(guò)將其連接到某個(gè)交換機(jī)從而接入互聯(lián)網(wǎng).交換機(jī)從連接服務(wù)器的端口接收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到交換機(jī)內(nèi)部的高速緩沖區(qū)隊(duì)列中然后將其從連接路由器的端

4、口發(fā)送出去再經(jīng)過(guò)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)入另一網(wǎng)絡(luò).交換節(jié)點(diǎn)的出口帶寬:所有數(shù)據(jù)匯集到路由器的轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列路由器按照轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的順序交錯(cuò)地發(fā)送這些來(lái)之不同主機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的發(fā)送速度必定小于所有從路由器發(fā)出去的數(shù)據(jù)發(fā)送速度.因?yàn)閹捠怯邢薜乃曰ヂ?lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商一般會(huì)在基礎(chǔ)交換節(jié)點(diǎn)上設(shè)置關(guān)卡也就是限制數(shù)據(jù)從你的主機(jī)流入路由器轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的速度而只要流入路由器轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的速度都會(huì)按照路由器的出口帶寬流入其他網(wǎng)絡(luò).(4)共享和獨(dú)享帶寬(5)下載速度單位時(shí)間內(nèi)從服務(wù)器到達(dá)用

5、戶pc的數(shù)據(jù)量多少一般用數(shù)據(jù)量字節(jié)數(shù)多少來(lái)描述單位為Bytess數(shù)據(jù)從服務(wù)器開始發(fā)送直到完全到達(dá)用戶PC的這段時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間.在成本增加不多的前提下?lián)碛懈鼜?qiáng)勁的性能。而且多核處理器能夠比較顯著地降低性能功耗比Iperf是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試工具。Iperf可以測(cè)試最大TCP和UDP帶寬性能。Iperf具有多種參數(shù)和UDP特性，可以根據(jù)需要調(diào)整。Iperf可以報(bào)告帶寬，延遲抖動(dòng)和數(shù)據(jù)包丟失。Reno是目前應(yīng)用最廣泛且較為成熟的算法。該算法所

6、包含的慢啟動(dòng)、擁塞避免和快速重傳、快速恢復(fù)機(jī)制，是現(xiàn)有的眾多算法的基礎(chǔ)。1.慢啟動(dòng)與擁塞避免TCP發(fā)送端采用慢啟動(dòng)和擁塞避免算法來(lái)控制向網(wǎng)絡(luò)輸送的數(shù)據(jù)量。為了實(shí)現(xiàn)這些算法，必須向TCP每個(gè)連接狀態(tài)加入3個(gè)參量:(1)擁塞窗口(cwnd)，如前所述，它是對(duì)發(fā)送端收到確認(rèn)(ACK)之前能向網(wǎng)絡(luò)傳送的最大數(shù)據(jù)量的一個(gè)發(fā)送端的限制。(2)接收端通知窗口(rwnd)，它是對(duì)未完成數(shù)據(jù)量的接收端的限制，cwnd和rwnd的最小值決定了數(shù)據(jù)傳送。(3

7、)慢啟動(dòng)閥值(ssthresh)，被用來(lái)確定是用慢啟動(dòng)還是用擁塞避免算法來(lái)控制數(shù)據(jù)傳送，具體用法如下:當(dāng)cwndssthresh時(shí)使用擁塞避免算法；當(dāng)cwnd=ssthresh時(shí)，發(fā)送端既可以使用慢啟動(dòng)也可以使用擁塞避免。ssthresh的初始值可以任意大(比如，一些實(shí)現(xiàn)中使用接收端通知窗口的尺寸)，但是一旦對(duì)擁塞響應(yīng)之后，其大小可能會(huì)被減小。在不清楚網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的情況下向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，要求TCP緩慢地探測(cè)網(wǎng)絡(luò)以確定可用帶寬，以避免突然傳送

8、大量數(shù)據(jù)而使網(wǎng)絡(luò)擁塞。為達(dá)此目的，在傳送開始時(shí)，采用了慢啟動(dòng)機(jī)制，這個(gè)機(jī)制在修復(fù)了由重發(fā)定時(shí)器探測(cè)到的數(shù)據(jù)丟失之后也被采用。首先要確定的是cwnd的初始值IW(初始窗口大小)，這里規(guī)定它必須小于或等于2SMSS字節(jié)而且不能大于兩個(gè)數(shù)據(jù)段。在慢啟動(dòng)期間，每收到一個(gè)新的ACKcwnd最多增長(zhǎng)1。直到cwnd超過(guò)ssthresh或者檢測(cè)到擁塞時(shí)，停止執(zhí)行慢啟動(dòng)算法，轉(zhuǎn)入擁塞避免階段。在擁塞避免期間，cwnd在每個(gè)ACK以1cwnd(或每個(gè)RT

9、T增加SMISS個(gè)字節(jié))的速度遞增。擁塞避免算法一直保持直到檢測(cè)出擁塞。等式(5.1.1)給出了一個(gè)在擁塞避免期間用來(lái)修正cwnd值的公式:cwnd=1cwnd(5.1.1)每收到一個(gè)非重復(fù)的ACK都采用等式(5.1.1)來(lái)調(diào)整cwnd。等式(5.1.1)用于近似擁塞避免算法的增長(zhǎng)。在實(shí)現(xiàn)中，在擁塞避免期間常用公式:cwnd=SMSSSMSScwnd來(lái)修正cwnd的值，當(dāng)SMSSSMSScwnd1時(shí)，cwnd=1。另一種改進(jìn)的方案是每當(dāng)

10、新的ACK到來(lái)時(shí)記下被新確認(rèn)的字節(jié)數(shù)，然后cwnd就可增加相應(yīng)字節(jié)數(shù)，這個(gè)增加的數(shù)目最多可達(dá)到SMSS字節(jié)。一旦TCP發(fā)送端使用重傳定時(shí)器檢測(cè)到包丟失時(shí)，ssthresh的值就如下設(shè)置:Ssthresh=max(FlightSize2，2SMSS)(5.1.2)式中，F(xiàn)ilghtSize是已發(fā)送但未收到ACK的數(shù)據(jù)的大小。在重發(fā)了丟失的數(shù)據(jù)段之后，cwnd必須被設(shè)置成LW(丟失窗口)，它等于一個(gè)滿尺寸數(shù)據(jù)段的大小。再發(fā)丟失的數(shù)據(jù)段之后，